Un semplice composito Sistema di punteggio per la valutazione Fenotipo modelli murini di atassia cerebellare
May 21st, 2010
Abbiamo descritto un protocollo per la quantificazione rapida e sensibile della gravità della malattia in modelli murini di atassia cerebellare. Le misure includono dell'arto posteriore stringendo, sporgenza di prova, andatura e cifosi. Questo protocollo discrimina in modo efficace tra individui affetti e non affetti, e rileva la progressione delle persone colpite nel corso del tempo.
Abbiamo sviluppato un sistema composito di punteggio fenotipico per la valutazione della gravità e della progressione della malattia. Nei modelli murini di atassia cerebellare, eseguiamo quattro diversi test, il test della sporgenza, l'arto posteriore, l'aggancio, l'andatura e la cifosi, utilizzando una scala da zero a tre per ogni test per un punteggio combinato da zero a 12. Per tutte e quattro le misure, il test della sporgenza è stato eseguito per misurare direttamente la coordinazione.
Il bloccaggio degli arti posteriori è un marcatore della progressione della malattia in un certo numero di modelli murini di neurodegenerazione. L'andatura è una misura della coordinazione e della funzione muscolare. La cifosi è la curvatura della colonna vertebrale nella regione toracica cervicale, comune nei modelli murini di neurodegenerazione del sistema motorio e cerebellare spinale che eseguono ogni test e registrano il punteggio.
La somma media dei quattro punteggi o il punteggio medio del fenotipo composito viene calcolata per ciascun gruppo di topi e tracciata. Quando si applica questo protocollo a diversi modelli murini, è importante analizzare prima i punteggi dei singoli test per determinare la combinazione ideale delle quattro misure descritte. Questo protocollo specifico è stato progettato per discriminare tra individui affetti e non affetti, quantificando anche la progressione del fenotipo della malattia in modelli murini di atassia cerebellare spinale.
Tipo sette. Ciao, sono Stephanie Fur del laboratorio della dottoressa Gwen Garden nel Dipartimento di Neurologia dell'Università di Washington. Oggi vi mostreremo un metodo semplice e sensibile per valutare la gravità della malattia in modelli murini di atassia cerebellare.
Utilizziamo questa procedura nel nostro laboratorio per quantificare le differenze fenotipiche nei modelli murini di atassia cerebellare spinale di tipo sette o SCA sette e per seguire la progressione del fenotipo SCA sette nel tempo. Quindi iniziamo. Il test della sporgenza è una misura diretta della coordinazione, che è compromessa nel cerebellare, nelle atassie e in molti altri disturbi neurodegenerativi.
Questo misura i segni più direttamente comparabili a quelli umani di atassia cerebellare per prevenire la distorsione. Lo sperimentatore che esegue le valutazioni non deve avere conoscenza del genotipo dell'animale. Durante le valutazioni, le singole misure sono valutate su una scala da zero a tre, dove zero rappresenta l'assenza del fenotipo e tre rappresenta la sua manifestazione più grave.
Inizia sollevando il topo dalla gabbia e posizionandolo sulla sporgenza della gabbia. Osserva il topo mentre cammina lungo la sporgenza della gabbia e si abbassa nella sua gabbia. Un topo di tipo selvatico camminerà lungo la sporgenza senza perdere l'equilibrio e si abbasserà di nuovo nella gabbia con grazia usando le zampe.
A questo comportamento viene assegnato un punteggio pari a zero. Se il mouse perde l'equilibrio mentre cammina lungo la sporgenza, ma per il resto appare coordinato, riceve un punteggio di uno. Se non usa efficacemente le zampe posteriori o non può abbassarsi con grazia nella gabbia.
Riceve un punteggio di due se cade dalla sporgenza o quasi mentre cammina o tenta di abbassarsi o si scuote e si rifiuta di muoversi affatto. Nonostante l'incoraggiamento, riceve un punteggio di tre. Eseguire il test della sporgenza tre volte per garantire una misurazione accurata e registrare il punteggio del test della sporgenza.
Ora vediamo come segnare il serraggio degli arti posteriori. Il clasping degli arti posteriori è un marcatore della progressione della malattia in un certo numero di modelli murini di neurodegenerazione, comprese alcune atassie cerebellari. Per iniziare la valutazione, afferra la coda vicino alla sua base e solleva il più chiaro di tutti gli oggetti circostanti.
Osservare la posizione degli arti posteriori per circa 10 secondi. Se gli arti posteriori sono costantemente divaricati verso l'esterno lontano dall'addome, gli viene assegnato un punteggio pari a zero. Se un arto posteriore viene retratto verso l'addome per più del 50% del tempo sospeso, riceve un punteggio di uno.
Se entrambi gli arti posteriori sono parzialmente retratti verso l'addome per più del 50% del tempo sospeso, riceve un punteggio di due. Se gli arti posteriori sono completamente retratti e toccano l'addome per più del 50% del tempo sospeso, riceve un punteggio di tre. Esegui il test tre volte e registra il punteggio di presa degli arti posteriori.
Vediamo ora come valutare l'andatura. Il test dell'andatura è una misura della coordinazione e della funzione muscolare. Per iniziare il test, rimuovere il topo dalla sua gabbia e posizionarlo su una superficie piana con la testa, la testa rivolta lontano dallo sperimentatore.
Osserva il topo da dietro mentre cammina. Se il topo si muove normalmente con il peso corporeo sostenuto su tutti gli arti, con l'addome che non tocca il suolo e con entrambi gli arti posteriori che partecipano in modo uniforme, riceve un punteggio pari a zero. Se mostra un tremore o sembra zoppicare mentre cammina, o i suoi piedi sono leggermente appuntiti lontano dal corpo, riceve un punteggio di uno.
Se mostra un forte tremore, una forte zoppia, bacino abbassato o i piedi puntati più gravemente lontano dal corpo durante la locomozione, viene assegnato. Due. Se il topo ha difficoltà ad avanzare e trascina l'addome lungo il terreno, riceve un tre. Osserva i mouse GA tre volte e registra il punteggio dello skate.
Ora vediamo. Il test della cifosi La cifosi è una caratteristica curvatura dorsale della colonna vertebrale. Questa è una manifestazione comune della malattia neurodegenerativa che coinvolge i sistemi motori, comprese le atassie cerebellari spinali nei modelli murini.
È causato da una perdita di tono muscolare nei muscoli spinali secondaria alla neurodegenerazione. Per iniziare, rimuovi il mouse dalla sua gabbia e posizionalo su una superficie piana. Osservalo mentre cammina.
Se il topo è in grado di raddrizzare facilmente la colonna vertebrale mentre cammina e non ha cifosi persistente, riceve un punteggio pari a zero. Se il topo presenta una lieve cifosi ma è in grado di raddrizzare la colonna vertebrale, riceve un punteggio di uno. Se non è in grado di raddrizzarsi, mantiene completamente e mantiene una cifosi persistente, ma lieve, riceve un punteggio di due.
Se il topo mantiene una cifosi pronunciata mentre cammina o mentre è seduto, gli viene assegnato un punteggio di tre. Osserva il punteggio della cifosi del topo tre volte. Rimetti il mouse nella sua gabbia e registra il suo punteggio di cifosi.
Ecco un grafico rappresentativo di una valutazione del fenotipo composito di un modello di spino transgenico Murn, atassia cerebellare di tipo sette noto come Flocked SCA 7 92 Q.I punteggi delle quattro misure sono stati sommati per ciascun topo e il punteggio composito medio è stato calcolato per entrambi i genotipi di ciascuna età. Qui f Fluxed, i topi SCA 7 92 Q mostrano un fenotipo SCA sette progressivo che è significativamente diverso dai compagni di cucciolata non transgenici. È importante sottolineare che questo punteggio fenotipico crescente nel tempo è coerente con la natura progressiva della malattia umana.
Abbiamo appena mostrato come utilizzare un sistema composito di punteggio del fenotipo per valutare la gravità e la progressione della malattia in modelli murini di atassia cerebellare. Quando si esegue questa procedura, è importante ricordare che l'obesità è un fattore di confusione in tutti e quattro i test descritti. I risultati dei singoli test possono essere analizzati separatamente per determinare prima la loro combinazione ideale in un sistema di punteggio del fenotipo composito, più appropriato per il modello murino in uso.
Quindi questo è tutto. Grazie per aver guardato e buona fortuna con i tuoi esperimenti.
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Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per quantificare la gravità della malattia nei modelli murini di atassia cerebellare. La valutazione include test per il clasping degli arti posteriori, la performance su una sporgenza, l'andatura e la cifosi, distinguendo efficacemente gli individui affetti da quelli non affetti e tracciando la progressione della malattia.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Neuroscienze
- Valutazione comportamentale
- Modelli murini di malattia
Sfondo
- L'atassia cerebellare è caratterizzata da problemi di coordinazione e equilibrio.
- I modelli murini sono comunemente usati per studiare le malattie neurodegenerative.
- I sistemi di punteggio del fenotipo aiutano a valutare la gravità della malattia.
- Molteplici test forniscono una valutazione completa della funzione motoria.
Obiettivo dello studio
- Sviluppare un sistema di punteggio affidabile per valutare la gravità della malattia.
- Tracciare la progressione dei sintomi nei modelli murini.
- Differenziare tra individui affetti e non affetti.
Metodi utilizzati
- Sistema di punteggio del fenotipo composito con una scala da 0 a 3 per ogni test.
- Quattro test: test della sporgenza, clasping degli arti posteriori, valutazione dell'andatura e misurazione della cifosi.
- Ogni test contribuisce a un punteggio combinato che va da 0 a 12.
- Misurazione diretta della coordinazione e della funzione muscolare attraverso questi test.
Risultati principali
- Il test della sporgenza misura efficacemente la coordinazione.
- Il clasping degli arti posteriori indica la progressione della malattia.
- L'analisi dell'andatura riflette la coordinazione e la funzione muscolare.
- La cifosi si osserva nei modelli di degenerazione del sistema motorio.
Conclusioni
- Il protocollo fornisce una misura sensibile della gravità della malattia.
- Consente il tracciamento della progressione della malattia nel tempo.
- Questo sistema di punteggio può migliorare la comprensione dell'atassia cerebellare nella ricerca.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
This protocol provides a quantitative, reproducible framework for evaluating neurodegenerative phenotypes in preclinical models, supporting target validation and mechanistic de-risking in cerebellar ataxia research. By enabling discrimination between affected and non-affected individuals and tracking temporal progression, it enhances predictive confidence in early discovery workflows. The composite scoring approach improves statistical power and translational continuity for portfolio triage and lead identification efforts.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through quantifiable motor phenotype assessment.
- Operational Value: Supports biological de-risking by providing objective, blinded scoring of disease severity.
- Scientific Value: Facilitates pathway clarification by correlating composite scores with genetic or pharmacological interventions.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Delivers standardized, quantitative readouts (0-12 scale) for compound screening in ataxia models.
- Operational Value: Ensures assay reproducibility through triplicate testing and blinded evaluation per measure.
- Scientific Value: Enables reliable compound evaluation by discriminating phenotypic rescue from baseline variability.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease-relevant systems by modeling progressive cerebellar ataxia phenotypes.
- Operational Value: Supports translational biomarker alignment through longitudinal tracking of composite score changes.
- Scientific Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by quantifying phenotype severity and progression rate.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into early discovery workflows to support hypothesis testing and biological de-risking before lead identification stages.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by quantifying coordination, clasping, gait, and spinal curvature phenotypes.
- Screening: Provides assay-ready, standardized outputs with defined scoring thresholds for compound effect detection.
- Analytics: Generates composite and individual test scores enabling statistical comparison across treatment groups.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity through progressive phenotype modeling in SCA7 mice.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable phenotyping platform applicable across multiple cerebellar ataxia models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing phenotypic ambiguity in neurodegeneration models.
- Operational Value: Enhances standardization and reproducibility via blinded, triplicate scoring.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling objective severity stratification.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization through quantifiable disease progression metrics.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and mouse handling for accurate phenotype scoring.
- Dependent on standardized testing environment and consistent observer training to minimize variability.
- Necessitates cross-team standardization of scoring criteria for multi-site reproducibility.
- Involves adaptation considerations when applying the composite score weighting to different ataxia models.
- Includes practical limitation of obesity as a confounding factor requiring phenotypic normalization.
